彈性碰撞和非彈性碰撞（高中物理教學(xué)課件）完整版7

牛頓擺05.彈性碰撞和非彈性碰撞碰撞是生活中很常見的現(xiàn)象大到天體小到粒子無外不在1.定義：在兩個或多個物體相遇過程中，若物體之間的相互作用僅持續(xù)極短的時間，這種現(xiàn)象叫碰撞。注意：碰撞時一般內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力，碰撞前后動量守恒。一.碰撞2.分類：①彈性碰撞：也叫完全彈性碰撞，碰撞后分開，機(jī)械能守恒，動量守恒②完全非彈性碰撞：碰撞后粘在一起運(yùn)動，動量守恒，機(jī)械能損失最大③非完全彈性碰撞：碰撞后分開，動量守恒，有能量損失，機(jī)械能不守恒彈性碰撞非彈性碰撞非完全彈性碰撞完全非彈性碰撞一.碰撞3.模型分析：①彈性碰撞為使研究問題簡單，我們假設(shè)物體m1以速度v1與原來靜止的物體m2發(fā)生正碰。m2m1v1v2’v1’m2m1一.碰撞等質(zhì)量，換速度；大碰小，一起跑；小碰大，要返彈。鉛撞乒，乒兩倍。乒撞鉛，乒反彈。3.模型分析：①彈性碰撞一.碰撞3.模型分析：①彈性碰撞物體m1以速度v1與速度為v2的物體m2發(fā)生正碰m2m1v1v2’v1’m2m1v2一.碰撞3.模型分析：②完全非彈性碰撞m1以速度v0與原來靜止的物體m2發(fā)生正碰后粘在一起運(yùn)動。m2m1v0v共m2m1完全非彈性碰撞能量損失最多，若m1=m2，動能損失一半。③非完全彈性碰撞能量損失介于兩者之間。一.碰撞牛頓擺的正確玩法例1.在氣墊導(dǎo)軌上，一個質(zhì)量為400g的滑塊以15cm/s的速度與另一質(zhì)量為100g、速度為10cm/s并沿相反方向運(yùn)動的滑塊迎面相撞，碰撞后兩個滑塊粘在一起。（1）求碰撞后滑塊速度的大小和方向。（2）這次碰撞，兩滑塊共損失了多少機(jī)械能？（1）0.1m/s，與400g滑塊速度相同（2）2.5×10-3J典型例題例2.如圖所示，一質(zhì)量為m的子彈以水平速度v0飛向小木塊，小球的質(zhì)量為M，懸掛小木塊的繩長為L，子彈擊中小木塊并留在其中，求（1）子彈打小球過程中所產(chǎn)生的熱量（2）小球向右擺起的最大高度（3）小球向右擺起的最大角度典型例題4.對心碰撞與非對心碰撞對心碰撞也叫正碰，屬于一維碰撞非對心碰撞也叫斜碰，屬于二維碰撞注意：不論何種碰撞，動量都守恒，高中一般只研究一維碰撞。一.碰撞5.α粒子散射：在粒子物理和核物理中，常常使一束粒子射入物體，粒子與物體中的微粒碰撞，研究碰撞后粒子的運(yùn)動方向，可以得到與物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)的很多信息。微觀粒子相互接近時并不像宏觀物體那樣“接觸”，因此微觀粒子的碰撞又叫散射。由于粒子與物質(zhì)微粒發(fā)生對心碰撞的概率很小，所以多數(shù)粒子在碰撞后飛向四面八方。一.碰撞例3.下列關(guān)于碰撞的理解正確的是：（

）A.在碰撞現(xiàn)象中，一般內(nèi)力都遠(yuǎn)大于外力，所以可以認(rèn)為碰撞時系統(tǒng)的動量守恒B.如果碰撞過程中機(jī)械能守恒，這樣的碰撞叫做非彈性碰撞C.微觀粒子的相互作用由于不發(fā)生直接接觸，所以不能稱其為碰撞D.微觀粒子的相互作用雖然不發(fā)生直接接觸，但仍稱其為碰撞AD典型例題例4.有些核反應(yīng)堆里要讓中子與原子核碰撞，以便把中子的速度降下來。為此，應(yīng)該選用質(zhì)量較大的還是質(zhì)量較小的原子核？為什么？故：M越大v1越大，速度越不能夠下降；M越小v1越小，速度越能夠降下來。典型例題6.碰撞制約：①動量制約：碰撞時一般內(nèi)力>>外力且作用時間極短，故碰撞前后系統(tǒng)動量一定守恒②能量制約：碰撞前后系統(tǒng)的總動能不會增加③運(yùn)動制約：碰撞前后速度變化要合理，不能穿越，不能違背客觀事實(shí)動量守恒、動能不增、后者不越、變速合理一.碰撞例5.如圖所示，在光滑的水平面上,有A、B兩球沿同一直線向右運(yùn)動，已知碰撞前兩球的動量分別為pA=12kgm/s，pB=13kgm/s，碰撞前后它們的動量變化ΔpA，ΔpB肯定錯誤的是:（）A.ΔpA=-3kgm/s

ΔpB=3kgm/sB.ΔpA=4kgm/s

ΔpB=-4kgm/sC.ΔpA=-5kgm/s ΔpB=5kgm/sD.ΔpA=-24kgm/s

ΔpB=24kgm/sBD典型例題爆炸：在較短時間和較小空間內(nèi)，能量從一種形式向另一種或幾種形式轉(zhuǎn)化并伴有強(qiáng)烈機(jī)械效應(yīng)的過程。注意：①在爆炸過程中，由于有其他形式的能量(如化學(xué)能)轉(zhuǎn)化為動能，所以爆炸前后系統(tǒng)的總動能增加。②爆炸時間極短，因而作用過程中，物體產(chǎn)生的位移很小，一般可忽略不計(jì)，可以認(rèn)為爆炸后仍然從爆炸前的位置以新的動量開始運(yùn)動.③由于爆炸是在極短的時間內(nèi)完成的，爆炸物體間的相互作用力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于受到的外力，所以在爆炸過程中，系統(tǒng)的總動量守恒。二.爆炸例6.如圖所示，設(shè)質(zhì)量為M的導(dǎo)彈運(yùn)動到空中最高點(diǎn)時速度為v0，突然炸成兩塊，質(zhì)量為m的一塊以速度v沿v0的方向飛去，則另一塊(

)A.一定沿v0的方向飛去B.一定沿v0的反方向飛去C.可能做自由落體運(yùn)動D.以上說法都不對例7.水平軌道上靜放有一質(zhì)量為M的大炮，大炮與水平方向成θ角，相對于地面以出口速度v1射出一發(fā)質(zhì)量為m的炮彈，不計(jì)大炮和軌道之間的摩擦，試求炮身后退的速度。C典型例題1.質(zhì)量為m、速度為v的A球與質(zhì)量為3m的靜止B球發(fā)正碰。碰撞可能是彈性的,也可能是非彈性的,因此,碰撞后B球的速度可能有不同的值。碰撞后B球的速度大小可能是(

)v

v

v

D.v2.如圖所示，光滑水平面上質(zhì)量為m=2kg的物塊以v0=2m/s的初速沖向質(zhì)量為m=2kg靜止的足夠高的光滑圓弧面斜劈體。求：(1)物塊滑到最高點(diǎn)位置時的高度；(2)物塊從圓弧面滑下后，二者速度0.1m，速度交換B課堂訓(xùn)練：3.一輛列車總質(zhì)量為M，在平直的水平軌道上以速度v勻速行駛。突然最后一節(jié)質(zhì)量為m的車廂脫鉤。假設(shè)列車所受到的阻力和車的重量成正比，機(jī)車牽引力不變，當(dāng)脫鉤的車廂剛好停止運(yùn)動時，前面的的列車的速度為多大？4.質(zhì)量為M的金屬塊和質(zhì)量為m的木塊用細(xì)線系在一起，以速度v在水中勻速下沉，某一時刻細(xì)線斷了，則當(dāng)木塊停止下沉的時刻，鐵塊下沉的速率是多少？（設(shè)水足夠深，水的阻力不計(jì)）課堂訓(xùn)練：5.質(zhì)量為M的物塊以速度v運(yùn)動，與質(zhì)量為m的靜止物塊發(fā)生正碰，碰撞后兩者的動量正好相等.兩者質(zhì)量之比M/m可能為(

)A.2B.3C.4D.5AB課堂訓(xùn)練：6.如圖所示，A、B、C三球的質(zhì)量分別為m、m、2m，三個小球從同一高度同時出發(fā)，其中A球有水平向右的初速度v0，B、C由靜止釋放.三個小球在同一豎直平面內(nèi)運(yùn)動，小球與地面之間、小球與小球之間的碰撞均為彈性碰撞，則小球與小球之間最多能夠發(fā)生碰撞的次數(shù)為(

)A.1次

B.2次

C.3次

D.4次C課堂訓(xùn)練：7.A、B兩球在光滑水平面上沿同一直線向右運(yùn)動，已知碰撞前兩球的動量分別為pA=5kgm/s，pB=7kgm/s，碰撞后它們的動量可能是:（）A.pA=6kgm/s

pB=6kgm/sB.pA=3kgm/s

pB=9kgm/sC.pA=－2kgm/s pB=14kgm/sD.pA=－5kgm/s

pB=17kgm/s8.形狀相同的A、B兩球在光滑水平面上相向運(yùn)動，已知他們的質(zhì)量分別為mA=2kg，mB=1kg，他們的速度vA=3m/s，vB=－3m/s，碰撞后速度可能是:（）A.vA=1m/s

vB=1m/sB.vA=4m/s

vB=－5m/sC.vA=2m/s vB=－1m/sD.vA=－1m/s

vB=5m/sBCAD課堂訓(xùn)練：9.如圖所示，光滑水平桌面上有長l＝2m的擋板C，質(zhì)量mC＝5kg，在其正中央并排放著兩個小滑塊A和